常规设备在大厚度全宽幅水泥稳定碎石基层施工中的应用

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年4卷8期   作者:朱剑宏
[导读] 文章介绍了大厚度大宽幅水泥稳定碎石基层的特点和在施工
        朱剑宏
        广西路桥工程集团有限公司,广西南宁,530023
                                           
        摘要:文章介绍了大厚度大宽幅水泥稳定碎石基层的特点和在施工中对于压实度和平整度的控制难点,有针对性地探讨了相应的解决方法,通过依托工程的实际施工应用,证明所采取的措施是得当和成功的,取得了较好的效果。未新增特殊的机械设备,使用常规设备配置,达到了设计的要求和目的,为此类结构层的施工控制提供了很好的参考。
        关键词:水泥;碎石基层;施工
0 前言
        目前的高速公路水泥稳定碎石结构层的设计中,单层大厚度的水泥稳定碎石基层越来越多,厚度在29~35cm之间。这样的设计不仅提高了水泥稳定碎石基层的整体性,也使水泥稳定碎石基层在抵抗形成荷载带来的水平剪力上得到提高。但是这也给施工带来了困难,由于厚度较大,常规摊铺和碾压设备受功率限制,往往需要将结构层分为两层分别铺筑,在两层间增加粘结措施。这就与最初的设计理念有偏差,结构层一分为二不是一个整体,而且层间处理水平参差不齐,造成层间脱空、滑移的情况时有发生。即使未造成上述的不良情况,在结构层本身的受力中,也达不到整体受力的效果。此外还有一种方法,即配备大功率的摊铺机和压路机一次铺筑成型,首先这大幅增加了施工成本,其次在摊铺的均匀性、碾压后上下压实度的一致性上还有待改进,特别是广西地区,石灰岩的强度并不是太高,大功率的压路机作用在碎石上面,十分容易造成表面的碎石被震碎而底部的碎石未压实的情况,给质量带来隐患。笔者通过对问题的分析,采用常规机械设备和采取相应措施,在实际工程中成功实现大厚度大宽幅水泥稳定碎石基层一次铺筑碾压成型,并取得较好的效果,为今后此类结构层的施工控制提供参考。
1、工程概况
崇左至水口高速公路崇左至龙州段位于崇左市江州区、宁明县、龙州县境内。主线路面结构为4cmAC-13C改性沥青混凝土上面层+粘层,6cmAC-20C改性沥青混凝土中面层+粘层,8cmAC-25C沥青混凝土下面层+粘层,1厘米同步碎石封层+透层,29cm5%水泥稳定碎石基层,20cm4%水泥稳定碎石底基层,16cm水泥稳定碎石垫层。难点在于29cm厚的水泥稳定碎石基层的平整度和压实度控制。
2、设备组合
初步确定的机械设备组合为:DT1800摊铺机+600T/h水稳拌和机+26吨单钢轮压路机+13T双钢轮压路机+26T轮胎压路机。
3、具体施工过程
1)设两组对照组,施工工艺和设备组合保持一致,采用两种不同的配合比:
(1)第一组配合比为0~4.75mm石屑:4.75~9.5mm 碎石:9.5~19mm碎石: 19~31.5mm碎石:水泥=35%:24%:24%:17%:5.2%。第二组配合比为0~4.75mm石屑:4.75~9.5mm 碎石:9.5~19mm碎石: 19~31.5mm碎石:水泥=28%:9%:31%:32%:5.2%。
(2)经过第一段试验路的施工和采集数据分析得出结论:A组平均压实度98.5%,层厚达标,平整度平均值为6.7mm,级配偏细导致松铺系数偏大,芯样底部不够密实,表面不够光滑;B组平均压实度达到98.8%,平整度平均值达到5.7mm,级配适中,松铺系数可控,压实度更好,平整度更佳。因此,B组配合比为优选配合比,但个别底部不够密实,如图1所示。


图1  第一试验段A/B组芯样
因此需从施工工艺方向进一步改进,以解决少数底部不够密实的问题。
2)在第一段试验路的基础上,施工配合比和设备组合保持一致,采用两种不同的碾压工艺组合。
具体方法是A组采用双钢轮静压+26T单钢轮大振4遍+单钢轮小振2遍+轮胎压路机静压5遍+双钢轮压路机静压1~2遍。B组采用双钢轮静压+26T单钢轮大振5遍+单钢轮小振2遍+胶轮压路机静压5遍+双钢轮压路机静压1~2遍。
通过对比实验数据,采用B组施工工艺时,压实度更好,芯样更完整(见图2),底部松散现象得到解决。
 
图2  第二试验段A/B组芯样

在平整度控制方面,A/B组平整度均满足规范要求,合格率达到90%,但未符合业主提出的小于6mm的品质工程要求。因此,开展第三阶段的工作。
3)调整工艺和设备组合,加强导线布设和高程测量的精确性,加大摊铺机夯锤频率和预压实度的提高。
①对下承层表面进行高程测量时,同时对下承层顶面每断面5个点进行标高记录,以评价下承层平整状况,提前消除松铺系数不均匀的情况,有利于基层整体标高的调整;
②施工基层时加大摊铺机夯锤功率以提高混合料初始密实度,以此提高平整度。提高夯锤功率的时候要考虑碎石压碎值的影响,以进一步提高前期压实度,及早实现良好初始平整度,避免还在密实度不足的情况下压路机反复行走,加剧不平整的情况。使用带有压力振动装置的高性能摊铺设备,在调整好摊铺参数后进行摊铺,确保初始压实度满足要求。
4、实施效果及检查
         
小结:综上所述,大厚度基层一次摊铺成型关键主要是三个方面,分别是碾压工艺、配合比、摊铺设备,最优碾压工艺采用的是:双钢轮静压+单钢轮大振5遍+单钢轮小振2遍+轮胎压路机静压5遍+双钢轮压路机静压1遍;最优配合比是:石粉:0-5碎石:1-2碎石: 1-3碎石:水泥=28%:9%:31%:32%:5.2%;配备带有压力振动装置的高性能摊铺设备。
5 结束语
采用单层一次摊铺施工时,基层路面具有整体稳定性、耐久性等优点,且减少施工成本。从工期角度来分析,采用大厚度一次摊铺成型工艺,工期缩短将近传统工艺的25%,熟练掌握该结构层的施工技术,切实保证其内在和外观质量,最大程度实现设计的意图,是笔者希望本文能达到的效果。

参考文献:
1.《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20-2015;
          2.《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005。
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